計算機(jī)操作系統(tǒng)教程

前言

操作系統(tǒng)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是從事計算機(jī)研究與應(yīng)用開發(fā)人員的必修課程。從2009年開始，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科碩士研究生入學(xué)考試的專業(yè)綜合考試由國家統(tǒng)一命題，考試內(nèi)容包括4門課程，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由此可見，操作系統(tǒng)在計算機(jī)學(xué)科中的重要地位。作者根據(jù)多年的教學(xué)和科研的經(jīng)驗(yàn)與體會，并汲取國內(nèi)外操作系統(tǒng)方面優(yōu)秀教材的精華，結(jié)合我國的國情，本著提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的精神，遵循本科教學(xué)大綱的要求，兼顧考研的需要，力求編寫一本在國內(nèi)外有較大影響的教材。以往學(xué)生在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的課程中，感覺非常的吃力，往往像學(xué)習(xí)文科專業(yè)一樣死記硬背，難以理解其中的原理，所以許多知識只知其然，不知其所以然。本教材力圖從計算機(jī)和管理者相結(jié)合的角度，試圖讓學(xué)生從一個團(tuán)隊管理者的角度去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，然后啟發(fā)學(xué)生思考問題，并找出解決問題的方法，盡可能使學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的課程變得輕松、有樂趣，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)習(xí)的效率和效果。本教材采用理論與實(shí)際相結(jié)合的方式，以傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的知識為主，編寫過程中參照本科教學(xué)大綱和考研統(tǒng)考大綱；既講述傳統(tǒng)和現(xiàn)代理論，又介紹最新開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)，同時還強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手實(shí)踐能力，學(xué)以致用；編寫力圖簡單、通俗，盡量涵蓋所有的知識點(diǎn)，力爭讓學(xué)生輕松、快樂地掌握操作系統(tǒng)的精髓。本書第1、2、3章由王德廣編寫，第4、5章由馬海波編寫，編寫過程中主要參考的資料見本書最后的參考文獻(xiàn)，也包括Internet上提供的一些技術(shù)資料，在此一并表示感謝。感謝申廣忠、張雪對本書的校對，并提出了寶貴的意見，同時制作了課件和課后習(xí)題。由于時間倉促，作者水平有限，書中難免有紕漏，歡迎廣大讀者多提寶貴意見。編者2009年5月8日于大連交通大學(xué)

內(nèi)容概要

本書采用理論與實(shí)際相結(jié)合的方式，以傳統(tǒng)操作系統(tǒng)知識為主，參照本科教學(xué)大綱和考研統(tǒng)考大綱，既講述傳統(tǒng)和現(xiàn)代理論，又介紹最新的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。全書共分5章，內(nèi)容包括操作系統(tǒng)概述、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、設(shè)備管理和文件管理。　　操作系統(tǒng)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，本書面向高校相關(guān)專業(yè)師生，同時也可作為計算機(jī)研究與開發(fā)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　操作系統(tǒng)概述　1.1　操作系統(tǒng)的概念　　1.1.1　什么是操作系統(tǒng)　　1.1.2　計算機(jī)系統(tǒng)概述　　1.1.3　操作系統(tǒng)主要功能　　1.1.4　操作系統(tǒng)的地位　　1.1.5　操作系統(tǒng)的主要特性　1.2　操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史　　1.2.1　手工操作階段　　1.2.2　單道批處理系統(tǒng)　　1.2.3　多道批處理系統(tǒng)　　1.2.4　分時系統(tǒng)　　1.2.5　實(shí)時系統(tǒng)　1.3　操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展　　1.3.1　個人PC操作系統(tǒng)　　1.3.2　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)　　1.3.3　分布式操作系統(tǒng)　　1.3.4　嵌入式操作系統(tǒng)　　1.3.5　大型機(jī)操作系統(tǒng)　　1.3.6　服務(wù)器操作系統(tǒng)　　1.3.7　多處理器操作系統(tǒng)　　1.3.8　智能卡操作系統(tǒng)　1.4　操作系統(tǒng)大觀　　1.4.1　Windows操作系統(tǒng)　　1.4.2　UNIX操作系統(tǒng)　　1.4.3　Linux操作系統(tǒng)　　1.4.4　FreeBSD操作系統(tǒng)　　1.4.5　Netware操作系統(tǒng)　　1.4.6　AIX操作系統(tǒng)　　1.4.7　Solaris操作系統(tǒng)　　1.4.8　Mac OS操作系統(tǒng)　　1.4.9　其他操作系統(tǒng)　1.5　操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　　1.5.1　操作系統(tǒng)的構(gòu)件　　1.5.2　整體結(jié)構(gòu)　　1.5.3　層次結(jié)構(gòu)　　1.5.4　虛擬機(jī)　　1.5.5　客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）系統(tǒng)　1.6　系統(tǒng)調(diào)用　　1.6.1　什么是系統(tǒng)調(diào)用　　1.6.2　系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)　　1.6.3　Trap與Interrupt　　1.6.4　系統(tǒng)調(diào)用與過程（函數(shù)）的區(qū)別　小結(jié)　課后習(xí)題　討論題第2章　進(jìn)程管理　2.1　進(jìn)程　　2.1.1　進(jìn)程的引入　　2.1.2　進(jìn)程的狀態(tài)　　2.1.3　進(jìn)程控制塊　　2.1.4　進(jìn)程的映像　　2.1.5　OS的控制結(jié)構(gòu)　　2.1.6　進(jìn)程的控制　2.2　線程　　2.2.1　線程的引入　　2.2.2　線程控制塊　　2.2.3　線程的狀態(tài)　　2.2.4　線程的級別　2.3　進(jìn)程間通信　　2.3.1　競爭與協(xié)作　　2.3.2　臨界區(qū)　　2.3.3　忙等待的互斥　　2.3.4　睡眠與喚醒　　2.3.5　信號量及P、V原語　　2.3.6　經(jīng)典IPC問題　　2.3.7　管程（monitor）　　2.3.8　消息（message）　　……第3章　內(nèi)存管理第4章　設(shè)備管理第5章　文件管理參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章操作系統(tǒng)概述完整的計算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件兩大部分組成。操作系統(tǒng)(OperatingSystem，OS)是計算機(jī)系統(tǒng)所有軟件中最基礎(chǔ)、最核心、最底層的軟件，它介于計算機(jī)硬件和終端用戶之間，為終端用戶操作計算機(jī)硬件提供環(huán)境，管理和控制計算機(jī)的硬件和軟件資源，擴(kuò)展計算機(jī)的功能。1.1 操作系統(tǒng)的概念1.1.1 什么是操作系統(tǒng)多數(shù)計算機(jī)用戶都有一些使用操作系統(tǒng)的體驗(yàn)，也知道一些操作系統(tǒng)的名稱，如WindowsXP、Windows2000、Linux等。但什么是操作系統(tǒng)呢？業(yè)界至今沒有形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的定義。之所以會出現(xiàn)這種情況，一方面是因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)執(zhí)行兩個相對獨(dú)立的任務(wù)，即計算機(jī)功能及性能的擴(kuò)展和計算機(jī)資源的管理；另外一方面的原因是要取決于從什么角度看待操作系統(tǒng)，即是用戶的觀點(diǎn)還是系統(tǒng)的觀點(diǎn)？1.用戶觀點(diǎn)作為一個普通的計算機(jī)用戶，你希望操作系統(tǒng)有什么樣的功能呢？假設(shè)剛從電子城配了一臺個人計算機(jī)(PersonalComputer，PC)，可惜當(dāng)時由于時間緊，沒安裝WindowsXP，當(dāng)把計算機(jī)在家里連接好以后并打開，沒有出現(xiàn)熟悉的WindowsxP的畫面，這時你的感覺如何？

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